Чтобы определить, где больше молекул — в 1 м³ воды или в 1 м³ льда, следует учесть плотность этих двух веществ.
Плотность воды при 4°C составляет примерно 1000 кг/м³, а плотность льда составляет примерно 920 кг/м³.
Теперь рассчитаем количество молекул в каждом из этих веществ. Для этого используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \(n\) — количество молей, \(m\) — масса вещества, а \(M\) — молярная масса вещества.
Молярная масса воды (H₂O) составляет примерно 18 г/моль, что равно 0.018 кг/моль.
Для воды:
- Масса в 1 м³: 1000 кг
- Количество моль: \[ n_{H2O} = \frac{1000 \text{ кг}}{0.018 \text{ кг/моль}} \approx 55555.56 \text{ моль} \]
Для льда:
- Масса в 1 м³: 920 кг
- Количество моль: \[ n_{ice} = \frac{920 \text{ кг}}{0.018 \text{ кг/моль}} \approx 51111.11 \text{ моль} \]
Затем, чтобы найти количество молекул, умножим количество моль на число Авогадро (\(N_A \approx 6.022 \times 10^{23}\) молекул/моль):
- Молекулы в воде: \[ N_{H2O} = n_{H2O} \times N_A \approx 55555.56 \times 6.022 \times 10^{23} \]
- Молекулы в льду: \[ N_{ice} = n_{ice} \times N_A \approx 51111.11 \times 6.022 \times 10^{23} \]
Сравнив полученные значения, можно увидеть, что в 1 м³ воды больше молекул, чем в 1 м³ льда, поскольку плотность воды выше.